Каков процесс производства карбида кальция?
Оставить сообщение
Химия производства карбида кальция
Карбид кальция получают путем реакции негашеной извести с источником углерода при высокой температуре в электрической печи. Общая реакция представляет собой реакцию CaO + 3C с образованием CaC2 + CO. Она является сильно эндотермической, поглощая примерно 466 кДж на моль образовавшегося карбида, и она будет протекать с полезной скоростью только при температуре выше 1900 C. Вот почему карбид является продуктом электропечи: энергия должна подаваться электрически, путем резистивного нагрева через саму шихту, а не за счет сжигания топлива в зоне реакции. Продукт добывается в жидком виде, охлаждается, измельчается и сортируется, и он продается по выходу ацетилена, который он выделит, а не по результатам простого химического анализа.
Сырье и требования к нему
Известь — это первый вход. Он должен иметь высокое содержание оксида кальция и низкое содержание кремнезема, железа и серы, поскольку кремнезем и железо восстанавливаются в печи и потребляют энергию, в то время как сера частично передается карбиду и создает проблемы при последующем производстве ацетилена. Источником углерода обычно является кокс, антрацит, нефтяной кокс или бурый уголь с низкой зольностью и низким содержанием летучих веществ; зола способствует образованию нежелательных оксидов, а летучие вещества добавляются к газовой нагрузке. В обоих случаях важна градация размера шихты: шихта печи должна оставаться проницаемой, чтобы путь тока оставался стабильным, а восходящая окись углерода могла выходить без образования каналов, а мелочь обычно отсеивается, поскольку она блокирует шихту и способствует закупориванию.
Эксплуатация печи и качество продукции
| Параметр | Типичный рабочий диапазон |
|---|---|
| Температура реакции | Около 1900 С до 2200 С |
| Энтальпия реакции | Примерно 466 кДж на моль, эндотермический. |
| Тип печи | Трех-электрическая печь с погружной дугой |
| Смесь зарядов | Источник извести и углерода, калиброванный и проверенный |
| Входная энергия | Несколько тысяч кВтч на тонну карбида |
| Оценка продукта | Дробленый и просеянный на куски и гранулы |
Сортировка, упаковка и дальнейшее использование
После нарезания резьбы охлажденный твердый сплав измельчают и просеивают. Детали сортируются по размеру, а более мелкий материал, иногда называемый карбидной мелочью или порошком, представляет собой отдельный продукт со своими собственными требованиями к обращению. Поскольку карбид кальция вступает в реакцию с влагой с выделением ацетилена, упаковка должна защищать продукт от воздуха и воды, а газовое пространство в контейнере следует рассматривать как потенциально опасное. Далее карбид используется для получения ацетилена для сварки и резки, в качестве десульфуратора при обработке железа и стали, а также в качестве сырья при химическом синтезе. Для каждого из этих применений предпочтение отдается разным размерам фракций и разным выходам ацетилена, поэтому в спецификациях на закупку указываются сортность и скорость образования, а не только содержание карбида кальция.
Практика безопасности и обращения
Карбид кальция – материал,-реагирующий с водой. Его следует хранить в сухом месте, вдали от влажных полов, а любое рабочее место необходимо защищать от попадания воды и искр. Ацетилен, случайно образующийся в замкнутом пространстве, представляет собой риск пожара и взрыва, поэтому вентиляция и мониторинг газа являются частью обычной практики везде, где хранится или измельчается карбид. Контакт с влагой также ухудшает качество продукта, поэтому входной контроль всегда включает проверку целостности контейнеров и того, что материал свободно-сыпучий, а не слеживается. Сетчатый анализ и испытание на образование ацетилена являются стандартными приемочными проверками.
Часто задаваемые вопросы
Q:Какая реакция приводит к образованию карбида кальция?
A: CaO + 3C в CaC2 + CO. Реакция эндотермическая, поглощает около 466 кДж на моль и требует примерно от 1900 до 2200 C для протекания с полезной скоростью.
Q:Почему карбид изготавливают в электрической печи?
Ответ: Потому что реакция требует очень высокой температуры и большого количества энергии. Электрический резистивный нагрев через шихту доставляет эту энергию напрямую, чего не могут сделать печи, работающие на топливе-в этом температурном диапазоне.
Q:Какой источник углерода используется?
A: Кокс, антрацит, нефтяной кокс или малозольный лигнит. Ключевыми требованиями являются низкая зольность и низкий уровень летучих веществ, а также сортировка по размеру, обеспечивающая проницаемость шихты.
Q:Что определяет коммерческую ценность карбида кальция?
A: Выход ацетилена на единицу массы вместе с классификацией по размеру. Покупатели проверяют выход газа, а не полагаются только на номинальное содержание карбидов.
Q:Как следует хранить карбид кальция?
О: В сухом месте, в герметичной-непроницаемой упаковке, на влажном полу и вдали от источников возгорания. Он вступает в реакцию с водой с выделением ацетилена, поэтому в зонах хранения и дробления необходимы вентиляция и контроль загазованности.
Q:Имеет ли значение размер твердого сплава при обработке стали?
А: Да. Практика десульфурации обычно работает с определенной просеянной фракцией, а партия не-нестандартного размера меняет как скорость подачи, так и реакцию десульфурации.
